Forum: Haus & Smart Home Hausautomatisierung - Strommessung mit Atmega 8 und Eindrahtbus zur SPS: IDEEN


von soundmachine (Gast)


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Hallo liebe Mikrocontrollergemeinde,

zum Status Quo: Ich habe bei meinem Neubau die Hausautomatisierung mit 
einer S7-315 CPU und einer WinCC HMI erstellt. Alle Taster, Schalter, 
Sensoren, Thermofühler etc etc gehen auf die CPU, diese steuert auch 
alle Steckdosen über Relais (pro Raum gibt es somit für jede Steckdose 
eine Zuleistung aus dem Keller die von der CPU gesteuert wird)

Ja war ein riesen Aufwand aber somit bin ich für alle Eventualitäten 
gerüstet und habe schon einige sehr schöne Programme auf der CPU laufen 
die mir das Leben erleichtern.

Nun wollte ich ein weiteres GIMMIC einbauen.

Jede Stecksodenzuleitung soll über eine Strommessung verfügen. (Im 
optimalen Fall eine Strommessung über LEM Modul oder etwas technisch 
vergleichbares aber weitaus billiger)
Ziel ist es aus 0-20 Ampere 0-5V zu erhalten. Diese wollte ich dann über 
Analogkarten der CPU einlesen und für einige Spielereien verwenden.
z.B. maximal 1 Stunde Fernsehen am Tag, oder Anzeigen wenn der 
Stromverbrauch des Kühlschranks im Tagesdurchschnitt ansteigt, oder 
Meldung bei Zuschließen wenn der Herd noch an ist......

Ich komme hierbei aber auf 90 analoge Eingänge, das wären 12 Karten à 
350€ was mir doch etwas Stramm erscheint.

Nun war meine Idee:
Atmega 8 mit 5? Analogeingängen belegen. von 5 Quellen somit den Strom 
einlesen und dann über Eindrahtbus an einen Digitalen Eingang der CPU 
schicken. 1Sekunde high wäre das Startbit, dann alle 100ms ein logisches 
Signal an die CPU schicken. Jeweils 8 bit pro Kanal wär eine Auflösung 
von 0,1Ampere, was ausreichend wäre. Insgesamt würde ich dann alle 6 
Sekunden den Stromwert eines Messkanals auf die SPS schaufeln. Innerhalb 
des Atmega könnte man ja den Mittelwert der 6 Sekunden bestimmen.

Gibt es hierfür Anregungen, Zweifel, vielleicht Sachen die man besser 
gestalten kann? Hat auch jemand eine Idee für ein günstiges 
Strommessystem, oder eine Schaltung. Bin für jeden rat dankbar

: Verschoben durch User
von Christian K. (christian_rx7) Benutzerseite


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Warum keine serielle Karte oder per Netzwerk als UDP Befehl an die SPS 
senden?
Oder eine Analogkarte und mittels digitalen Ausgängen die Strommessungen 
multiplexen?

Christian_RX7

von soundmachine (Gast)


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Per Netzwerka ls UDP erschien mir bisschen zu Aufwändig.
Eine analogkarte und dann multiplexen ist m.E. unter Umständen sogar 
langsamer, da der Analogausgang ja als PWM Signal generiert werden muss 
und dann Spule und Kondensator durchläuft. Ich habe mich vor analogen 
Ausgängen am Atmel immer etwas gescheut, bzgl. Hardwareaufwand und 
mangelnder linearität.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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soundmachine schrieb:
> Ziel ist es aus 0-20 Ampere 0-5V zu erhalten. Diese wollte ich dann über
> Analogkarten der CPU einlesen und für einige Spielereien verwenden.

Warum kein Digitalsignal? Kann Deine SPS das nicht? Die Digitalsignale 
könnten beispielsweise alle auf einem RS485-Bus auflaufen und würden 
dann nur einen RS485-Eingang/Ausgang an der SPS belegen. Das Protokoll 
kannst Du Dir frei zusammenbasteln. Multiplexer fallen somit weg.

von Christian K. (christian_rx7) Benutzerseite


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RS232 oder RS485 hatte ich mit serieller Karte gemeint.
UDP ist mit einem WIZ Modul auch nicht aufwändiger als RS232 am 
Mikrocontroller und sicherlich billiger als eine RS232 Karte bei 
Siemens.

Christian_RX7

von SPS S7-314 (Gast)


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Ich habe vor kurzen den Multiplexer MUX-U-16 von Rinck Electrionic in 
Verbindung mit einer S7-314 CPU eingesetzt

http://www.rinck-electronic.de/rinck2001/pdf/AN_B391_1_D_MUX-U-I_Anschluss.PDF

Damit könnte man 16 Stromwandler pro Multiplexer auslesen... Für die 90 
Stromwandler bräuchte man somit 6 MUX.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Christian Kreuzer schrieb:
> RS232 oder RS485 hatte ich mit serieller Karte gemeint.

Ah ja :-).

Christian Kreuzer schrieb:
> UDP ist mit einem WIZ Modul

Das kann aber auch in´s Geld gehen bei 20...50 EUR pro Modul.

Christian Kreuzer schrieb:
> billiger als eine RS232 Karte bei
> Siemens.

Kann man eine solche Karte nicht selber bauen und an die SPS 
anflanschen? Nur mal so ganz blauäugig gefragt?

von Easy_fan (Gast)


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Haste auch schon eine Idee für die Meßgeber? (0-20A > 0-5V)
gibts da was fertiges? oder selbstbau??

von Michael (Gast)


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Die CP340 Karten werden bei Ebay verkauft und mit etwas Glück ist auch 
ein Schnäppchen dabei. Selberbauen geht im Bereich der SPS kaum, aber 
hier gab es mal ein Projekt wo ein DP-Slave "nachgebaut" wurde.

Das mit dem "One Wire" Interface ist ja erstmal ne nette Idee, jedoch 
geht das spätestens dann in die Hose, wenn du anständige Verläufe 
aufzeichnen willst.

Versuche die Messwerte auf einem µC zu Sammeln und dann über UART oder 
ein selbstgebautes Interface zu übertragen.

von soundmachine (Gast)


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Einen Stromwandler habe ich selbst gebaut. Berechnet und 
Gleichgerichtet. Funktioniert an sich auch recht gut, weil der 
Stromwandler ja wie eine konstantstromquelle wirkt, somit der 
Spannungsfall über die Dioden unerhebnlich ist. One Wire war einfach nur 
die einfachste Idee die mir in den Sinn gekommen ist. Andere Sachen über 
UART müsste ich mal prüpfen, hab mit der SPS sowas noch nie gemacht,w 
eil in normalen Industrieanwendungen meist nicht von Nöten

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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soundmachine schrieb:
> One Wire war einfach nur
> die einfachste Idee die mir in den Sinn gekommen ist.

... und die du wegen der zu erwartenden Kabelstrecken gleich wieder 
verwerfen kannst. UART ist programmiertechnisch sehr einfach und in 
Verbindung mit RS485 störfest.

von Michael (Gast)


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Hmm hast du das WinCC auf nem Panel oder auf einem PC?

Denn eigentlich ist es keine gute Idee das ganze in die SPS zu schieben. 
Sagen wir mal 90 Sensoren pro Sekunde ein Messwert = 180Byte/s. Nach 
nichtmal 3 Minuten ist dein DB voll. Eine Sekunde ist übertrieben, aber 
du brauchst ein System mit viel Speicherplatz damit man Trends und 
Diagramme erstellen kann.

Da bietet sich dann ein PC an.. und dann würde ich auch gleich die µC an 
den PC anbinden und nicht erst die SPS damit belasten..

von Tom P. (booner)


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Hei,

ich würde Dir ModbusRTU empfehlen.
Hab das mal hier realisiert:
http://www.youtube.com/watch?v=-4rBRaiAmNc

Hundert Werte zu übergeben ist damit kein Problem.

Ich hatte mal sowas ähnliches vor. Ströme in einem Photovoltaikfeld 
messen.
Dazu habe ich Sensoren von diesem Importeur genommen:
http://www.cy-sensors.com/DE-index.htm
Das Projekt wurde aber vom Chef auf Eis gelegt.
Auf jeden Fall machen die Sensoren genau das was Du willst. Ausgabe 0-5V 
z. B.

Halte uns am laufenden! Dein Projekt ist interessant.


Grüße,

Tom

von Tom P. (booner)


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Hei,

noch ein paar Ideen:

Es reichen ja auch sehr ungenaue Sensoren zu den Verbrauchern und ein 
genauer Sensor in der Hauptleitung. Dann kann die SPS die Sensoren auch 
selbstständig kalibrieren.

Theoretisch reicht für viele Aufgaben auch der Sensor in der 
Hauptstromleitung. Denn anhand der Stromänderung kann man schon auf den 
Zustand vieler Geräte schließen. Ich hab auch schon von einem 
kommerziellen Gerät gelesen, das das so macht. Finde aber aktuell den 
linken nicht mehr.


Grüße,

Tom

von G.L. (Gast)


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soundmachine schrieb:
> Alle Taster, Schalter,
> Sensoren, Thermofühler etc etc gehen auf die CPU, diese steuert auch
> alle Steckdosen über Relais (pro Raum gibt es somit für jede Steckdose
> eine Zuleistung aus dem Keller die von der CPU gesteuert wird)

Wie wär es mit ein paar Photos von der "Schaltzentrale"

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